型钢混凝土结构施工管理技术研究

陈梧江,王明浪,何健宇

摘要：型钢混凝土是将型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构型式，由于型钢混凝土组合结构具有防火性能好、承载能力强、抗震性能优越等特点，而被广泛应用于建筑工程领域。掌握和运用型钢混凝土技术，不仅要重视施工前型钢的加工，还要把控型钢混凝土结构施工工艺，不可忽视焊接应力的消除，钢结构焊接完工的检查及瑕疵的处理。本文首先简要阐述型钢混凝土结构及其特点，然后结合实际工程案例分析型钢混凝土结构施工管理难点和技术管理要点。

关键词：型钢混凝土结构；特点；施工技术

中图分类号：TU72  文献标识码：A

引言

在大跨度高层建筑中，柱结构应力集中，对施工技术提出了更高的要求。相比于常规的钢筋混凝土结构，型钢混凝土组合柱具有良好的延展性与强大的承载力，可以在保证建筑结构安全的前提下，进一步提升建筑使用面积与层高，增加空间利用率。当然，大型钢混凝土组合柱对施工技术也有更为严格的要求，施工企业只有落实精细化管理理念，加强各施工环节的技术管理，才能切实发挥大型钢混凝土组合柱的应用优势。

1 型钢混凝土结构特点

1.1 承载力高、刚度大

将型钢和混凝土包裹在一起，型钢和混凝土是受力的合体，共同承担建筑物的荷载，相比普通的钢筋混凝土，不仅发挥了钢筋混凝土本来的优势，而且由于在钢筋混凝土中增加了型钢，使得型钢原有的强度、刚度及其延性也在建筑结构中得到充分发挥，大大提高了型钢混凝土结构的承载力。在型钢混凝土结构中，混凝土包裹型钢，对型钢具有较强的约束作用，从而提高型钢结构的刚度和抗扭能力，因此型钢混凝土结构具有刚性大的特点。

1.2 良好的经济性

型钢混凝土构件的承载能力可以高于同样截面的钢筋混凝土结构构件一倍以上，因而相同承载力条件下可以减小构件截面。在高层超高层建筑中，构件截面减少，能够实现对空间的有效利用，从而增加使用面积和层高；自重越小，建筑结构可以越高。在建筑施工中，型钢混凝土结构较高的承载力和刚度，也使建筑可以朝着跨度更大、高度更高、承载力更强的方向进行设计。通过这种形式，建筑产生的经济效益要远远高于普通混凝土结构建筑。而将混凝土包裹到型钢外，也能有效节约钢材的使用量，甚至能节省到50%甚至更多，节约了建筑材料，降低了建筑施工成本。

2 型钢混凝土结构施工管理要点

2.1 施工准备

开展施工准备工作时，要重点考虑施工单位是否具备相关资质，企业安全和质量管理体系是否完备，从业经验是否丰富。准备工作的内容还包括图纸审核、质量管理，以及审核施工单位的具体组织和设计内容，对施工单位的质量考察管理内容包括设备状况、技术力量、管理质量及操作人员的业务能力，确认全部合格方可签约。施工设计是工程最基础的关键环节，编审工作是施工单位必须做好的功课，具体的编审过程须立足于工程实际，精密绘制工程加工构件图纸，为工程保证整体质量打好基础。

2.2 型钢结构制作加工

（1）制作工艺流程为放样、样板制作、号料、下料、坡口加工、制孔、组装以及检查清理。（2）在放样阶段，应当事先设置一个规则平整的放样平台，并保证放样基准线清晰准确，对质量要求较高的构件来说，放样线的宽度应当保证在0.5mm之内，放样过程中，技术人员应当充分考虑切割余量、加工余量以及焊接收缩量等参数，然后按照图纸要求来复制样板与样杆。（3）在制作样板或者样杆时，尽可能选择一些薄钢板或者扁钢，并保证样板拼接牢固，样板或样杆制作完成后，应当妥善予以保管，以避免人为损坏现象的发生。（4）在号料阶段，技术人员需要对材料的规格、尺寸以及表面清洁度进行检查，并及时清除材料表面的污垢与氧化皮。画线号料时，应当遵循“先大后小”的原则进行长短搭配，以最大限度地降低材料损耗率。（5）在进入切割工序以后，需要事先对材料进行矫正，矫正偏差值应当在允许偏差值的范围之内，技术人员应对下料尺寸进行精确计算，并在板料或者型钢表面画出型钢形状的加工界线，之后对板料进行切割作业。（6）在焊接坡口阶段，可以采用刨削、磨削、铲边或者铣削等机械加工方法，在焊接坡口时可以采用气割或者离子弧切割的方式。在完成坡口加工工序后，坡口的各项尺寸参量应当满足行业标准要求。

2.3 预埋地脚螺栓

在现场施工中，主要对地脚螺栓的预埋精度和牢固度提出严格要求。施工人员应按照设计图纸确定预埋螺栓位置，并做好定位标记。考虑到工程中型钢柱的长度较长，为确保型钢柱的稳定性，必须从承台顶面内部生根。在预埋地脚螺栓时，可以在底部放置一块钢垫板，要求钢垫板的形状和尺寸必须与第1节型钢柱的柱脚完全相同。在预埋地脚螺栓后，通过调节钢垫板位置的方式，让第1节型钢的精度符合施工要求。另外，为进一步提高安装精度，分别在水平和垂直两个方向上，使用水准仪、经纬仪，方便现场施工人员控制预埋件的轴线和标高。

2.4 型钢混凝土结构施工

型钢安装前，除了检查型钢整体截面、垂直度、平整度、开孔位置偏差外，还要对型钢原材试验报告、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后处理及焊接工艺参数、预热参数、后热参数等进行检查。安装过程中，柱脚安装孔应对准地脚螺栓，渐渐下落就位，安装地脚螺栓螺母，临时固定型钢，校正垂直度。待垂直度调整完成，型钢位置调整正确以后，再加固地脚螺栓，并用电焊固定。后续型钢的安装，应首先在型钢骨架连接处进行临时连接，为防止上层型钢骨架垂直度偏差积累超过规定要求，除了要对型钢柱下部型钢进行校正外，还应将上部型钢垂直中心线调直，纠正垂直偏差、对接位置偏差，再进行型钢焊接或螺栓方式的固定。待所有型钢安装完成后，再进行复测和纠正因荷载增加、焊接收缩及螺栓受力不均带来的偏差。焊接型钢时，应按规范JGJ81及其他相关规定开展焊接工艺施工。焊接时应注意采用气保焊的形式，在保证美观的同时还能保证焊接效果的牢固性和安全性。

3 安全控制

在搭建脚手架之前要进行周密计算，确认无误后方可制订作业方案，设计如何搭建与保护脚手架时须以满足型钢混凝土结构施工为前提，选择适用的技术工艺；再次复核验证模板作业设计方案，包括模板制作、安装及拆模等流程都要认真核实，要充分考虑混凝土材料特性确定模板的支护方案，整个过程计算要严谨准确。绘图要细致，拆模作业须严格遵守作业方案，确保先支后拆，优先拆掉非承重模板，落板要慢，放置要轻。

4 结束语

在建筑工程建设中，这种高强度、高刚度的结构形式在提高建筑工程整体结构强度方面发挥了至关重要的作用。因此，施工单位应在实际施工当中积极借鉴一些成功的经验与施工案例，并不断对型钢混凝土的施工技术进行创新和优化，进而为社会奉献出更多的优质工程与精品工程。

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